問題驅動模式下化學基本概念的教學

摘 要：根據學生的原認知合理設計問題引導學生思考，激發學生的學習興趣，強化學生的理解是教學活動中行之有效的一種手段。本文以“化學平衡常數”這一基本概念的教學為例，呈現了設置問題情境，激發學生的探究欲望，引導“提出問題——分析問題——找出規律——解決問題”的基本概念型課堂教學模式。

關鍵詞：問題驅動；教學模式；化學基本概念；平衡常數

一、 教材分析

“化學平衡常數”是人教版化學選修4第二章第三節第3課時的內容。將本節內容放在化學平衡的概念和影響因素之后，是從定量的角度對化學平衡這一知識的深化，能幫助學生更加深入的理解化學平衡，對知識內容的層次要求較高。從近幾年的高考題型來看，化學平衡常數屬于必考點，要求學生理解化學平衡常數的含義，能夠利用化學平衡常數進行簡單的計算。

本節課理論性強、概念抽象，學生經過對化學反應速率及其影響因素，化學平衡的概念及其影響因素相關知識的學習，具備了初步的抽象概念的理解能力和一定的邏輯推理和分析能力，但要讓學生在有限的課堂上完全理解而且會運用化學平衡常數解決具體問題則具有一定的難度。這就要求教師在教學設計時充分考慮學生的認知起點，把握學生的認知規律，設計合理的問題引導學生思考，循序漸進地突破教學的重點和難點，使學生能較好地掌握這部分知識，達到課標的要求。

二、 教學目標

（一） 知識與技能

理解化學平衡常數的含義；能利用化學平衡常數進行簡單的計算。

（二） 過程與方法

在化學基本概念的教學中，培養學生的思維能力和對抽象概念的理解能力；通過逐步滲透化學平衡常數計算的教學過程，培養學生的理論計算能力；通過引導學生對實驗數據的分析，培養學生分析和處理數據的能力，提高學生的邏輯歸納能力。

（三） 情感態度與價值觀

以本節知識為載體使學生感受到獲取新知識新方法的喜悅，激發學生學習的積極性；通過對實驗數據的分析，培養學生嚴謹求實的科學素養。

三、 教學重點、難點

化學平衡常數表達式的書寫，化學平衡常數的含義，化學平衡常數的應用。

四、 設計思路

在日常的教學過程中筆者發現，在“化學平衡常數”這一基本概念的教學中，存在著教學內容抽象，難以激發學生的求知欲望和探究欲望，課堂效率低，難以達到課標要求的問題。為此，筆者運用問題驅動模式，根據學生已有的認知結構巧妙的設置問題情境，激發學生的探究欲望，引導學生思考、合作、交流，讓學生輕松的突破理解的瓶頸，使知識和能力進入更高的層級。

五、 教學過程實錄

（一） 復習舊知，引入新課

【復習引入】上節課我們學習了化學平衡，那么化學平衡具有怎樣的特征，化學平衡移動原理的內容又是什么呢？

【學生】我們可以將化學平衡的特征簡單的總結為5個字：逆、動、等、定、變。化學平衡移動原理即勒夏特列原理，就是如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強或溫度等，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動）。

【講述】這些都是對化學平衡的定性描述，如何定量的來描述化學反應限度，就涉及我們本節課即將學習的化學平衡常數。

（二） 合作探究，理解化學平衡常數的概念

【多媒體展示】課本29頁在457.6℃時，H2和I2反應生成HI體系中各物質濃度的有關數據：

【提出問題】

（1）分析表中每一橫行的數據，再對比最后一列中平衡常數的值，同學們能夠找出什么規律？

（2）對比觀察前三組數據和后三組數據，你從中可以得出什么結論？

【學生】思考、交流、展示。

【教師】傾聽學生討論交流之后得出的規律和結論，實施的給予引導和鼓勵，形成共識：（1）無論H2、I2、HI的初始濃度有多大，只要反應體系溫度不變，達到平衡后反應的平衡常數不變。（2）可逆反應無論從正向開始還是從逆向開始，無論起始濃度的大小，都能達到化學平衡狀態。

【提出問題】通過對上述實驗數據的分析，大家覺得對于可逆反應：

mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）

的平衡常數該怎樣表示呢？

【學生】化學平衡常數用大寫字母K表示，表達式為K=cp（C）·cq（D）cm（A）·cn（B）

【追問】（1）那么請同學們思考一下，化學平衡常數的含義是什么？

（2）化學平衡常數和哪些因素有關？

（3）化學平衡常數表達式中反應物和生成物的濃度是什么濃度？

【交流討論】學生獨立思考并解決以上三個問題，就自己的觀點和小組同學交換意見后選出代表交流匯報。

【教師】傾聽學生的觀點，實時地引導、講解、強調。

（1）化學平衡常數的含義是：在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數，這個常數就是該反應的化學平衡常數（簡稱平衡常數）。

（2）化學平衡常數與溫度有關，化學平衡常數是一定溫度下的平衡常數。

（3）化學平衡常數表達式中反應物和生成物的濃度均指處于平衡狀態時的濃度。

【強化練習】請寫出下表中各反應的平衡常數表達式并思考下列問題：

【提出問題】

（1）對比反應①和②，分析反應方程式和平衡常數表達式能得出什么結論？

（2）比較反應②和③，分析正、逆反應的平衡常數之間有何關系？

（3）分析反應④、⑤、⑥平衡常數的表達式中不出現固體和純液體的濃度的原因是什么？

【交流討論】學生就上述三個問題進行思考，并在小組內展開討論，討論結束后選出代表在班上交流匯報。

【教師】傾聽學生的討論結果，實時給予鼓勵并引導學生分析，得出平衡常數表達式的書寫原則。

【歸納、板書】

（1）化學平衡常數是某一具體反應的平衡常數，同一化學反應，可以用不同的化學方程式來表示，但每個化學方程式都有自己的平衡常數表達式。

（2）對于同一可逆反應，正反應的平衡常數等于逆反應的平衡常數的倒數，即K（正）=1/K（逆）。

（3）平衡常數的表達式中只包括氣態物質和溶液中各溶質的濃度，純液體或固體物質的濃度都不寫入表達式中。

（三） 典型例題突破平衡常數的應用

【講述】獲取新知識的目的在于用理論指導我們的社會生產生活，化學平衡常數有三個應用：一是利用平衡常數的值判斷反應進行的方向，二是利用平衡常數判斷反應的熱效應，三是計算平衡濃度和轉化率，請同學們通過以下四個例題了解化學平衡常數的這三個應用。

例1 對于可逆反應：mA（g）+nB（g）pC（g）+

qD（g）在任意時刻反應物與生成物的濃度有如下關系：Qc=cp（C）·cq（D）cm（A）·cn（B），Q叫做該反應的濃度商。在溫度不變時，如何利用Qc和K判斷反應進行的方向？

Qcv逆，反應向進行；

Qc=K，v正=v逆，反應；

Qc>K，v正

例2 對于可逆反應A（g）+3B（g）2C（g），在某溫度下達到平衡，其平衡常數

K，若正反應吸熱，僅升高溫度，平衡向著方向移動；K（填“增大”或“減小”）；若正反應放熱，僅升高溫度，平衡向著方向移動；K（填“增大”或“減小”）。

【歸納】升高溫度，K值增大，則正反應為反應（填“放熱”或“吸熱”）；

升高溫度，K值減小，則正反應為反應（填“放熱”或“吸熱”）。

例3 在某溫度下，將H2和I2各0.10mol的氣態混合物充入10L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c（H2=0.0080 mol/L。

（1）求該反應的平衡常數。

（2）在上述溫度下，該容器中若通入H2和I2蒸氣各0.20 mol，試求達到化學平衡狀態時各物質的濃度。

例4 在密閉容器中，將2.0 mol CO與10 mol H2O混合加熱到800℃，達到下列平衡CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），K=1.0，求CO轉化為CO2的轉化率。

【講解】（1）一定溫度下，某時刻反應進行的方向可用該時刻濃度商Qc與平衡常數K的相對大小來判斷。

Qc

Qc=K，反應處于化學平衡狀態；

Qc>K，反應逆向進行。

（2）化學平衡常數只與溫度有關，與濃度無關，因此由平衡常數隨溫度的變化可推斷反應的熱效應：若升高溫度，K值增大，則正反應為反應（填“放熱”或“吸熱”）；若升高溫度，K值減小，則正反應為反應（填“放熱”或“吸熱”）。

（3）平衡常數定量地表明了反應進行的限度，利用三段式可以利用平衡常數計算平衡濃度和轉化率。

【小結】本節課我們學習了一個新知識點——化學平衡常數，主要內容有：

（1）化學平衡常數的含義、數學表達式、書寫原則和特點。

（2）化學平衡常數的應用。

化學平衡常數是一個抽象概念，要更深刻地理解化學平衡常數的概念及其應用，還需要同學們在今后的學習中細細體會。

作者簡介：韓彬，甘肅省白銀市，甘肅省會寧縣第一中學。